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Tu t o ra : Su za n n e Ta in á Objetivo principal da disciplina: ✓Apresentar diferentes classes de biomoléculas e suas funções; ✓Iniciar a compreensão de como ocorre a interação entre essas biomoléculas (elementos inanimados) e, a partir daí os processos que levam à manutenção da vida. Bioquímica Básica e Metabolismo 2 Bioquímica Básica e Metabolismo, nos quais os oito encontros são divididos em: nos encontros 1, 4, 5 e 8 serão discutidos tópicos teóricos, e nos encontros 2, 3, 6 e 7 serão realizados os experimentos práticos por meio dos laboratórios virtuais. Artigo A QUÍMICA DA VIDA (SANTOS, 2019): LINK: https://cienciahoje.org.br/artigo/a-quimica-da-vida/ Acessar os laboratórios virtuais disponíveis para a disciplina de Bioquímica Básica e Metabolismo; o caminho a seguir no AVA é: ACADÊMICO > MINHAS DISCIPLINAS > SELECIONE A DISCIPLINA > LABORATÓRIO Vídeo para apresentar as funcionalidades e mostrar um guia de como acessar e utilizarum laboratório virtual: LINK: https://www.youtube.com/watch?v=uDyb5pXMWdY 3 http://cienciahoje.org.br/artigo/a-quimica-da-vida/ https://cienciahoje.org.br/artigo/a-quimica-da-vida/ https://www.youtube.com/watch?v=uDyb5pXMWdY O QUE É BIOQUÍMICA?? • Considerada a “química da vida”; com essa ciência a vida pode ser investigada, analisada e compreendida. O maior objetivo da bioquímica é explicar a forma e a função biológica em termos químicos. • É a ciência que estuda os processos químicos que ocorrem no organismo vivo e trata da estrutura e função metabólica de componentes celulares como proteínas, lipídeos, carboidratos, ácidos nucléicos e outras biomoléculas. • O objetivo principal desta disciplina consiste em apresentar diferentes classes de biomoléculas e suas funções. • Iniciar a compreensão de como ocorre a interação entre essas biomoléculas e a partir daí os processos que levam a manutenção da vida. 4 UNIDADE 1 – FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA • TÓPICO 1: A LÓGICA MOLECULAR DA VIDA • TÓPICO 2: CÉLULA EUCARIONTE E PROCARIONTE OBJETIVOS DA UNIDADE 1 – FUNDAMENTOS DA BIOQUÍMICA • Identificar as principais evidências para o surgimento da vida; • Estabelecer as características que diferenciam os seres vivos dos objetos inanimados; • Estabelecer os princípios da bioquímica para explicar a vida em termos químicos; • Compreender como ocorre a produção de energia e o seu consumo no metabolismo; • Compreender as bases da transferência da informação biológica. Fundamentos da bioquímica; assim, será estudada a composição química de organismos vivos e as especificidades de cada célula que os compõem, de modo a se tentar compreender o que diferencia um objeto inanimado de um ser vivo. LINK: https://www.youtube.com/watch?v=S0hx5WUVDfg https://www.youtube.com/watch?v=S0hx5WUVDfg A lógica molecular da vida Como surgiram as células? Há mais de três bilhões e meio de anos, sob condições não inteiramente claras, elementos como carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo formaram compostos químicos simples. Esses compostos simples foram chamados de coacervados e representaram a primeira forma proteica descrita. Eles combinaram-se, dispersaram-se e recombinaram-se, formando várias moléculas maiores, até surgir uma combinação capaz de se autorreplicar (NELSON; COX, 2002). Admite-se que o processo que originou as primeiras células começou na Terra a aproximadamente 4,6 bilhões de anos, na então chamada Terra Primitiva. Naquela época, a atmosfera continha muito vapor d’água, amônia, metano, hidrogênio e gás carbônico. Existia uma atividade vulcânica intensa e as tempestades com descargas elétricas eram frequentes. O QUE É A CÉLULA? Segundo Nelson e Cox ( 2002, p. 1) “A célula é a unidade básica da vida em todas as formas de organismos vivos, da menor célula bacteriana ao mais complexo animal multicelular”. Acredita-se que em um dado momento moléculas de lipídios existentes no caldo primordial englobaram moléculas de ácidos nucléicos e assim surgiram as primeiras células. As primeiras células que apareceram provavelmente há cerca de 3,5 bilhões de anos foram: as células procarióticas heterotróficas e anaeróbicas. LINK: https://www.youtube.com/watch?v=8Z0MdYoZzeM https://www.youtube.com/watch?v=8Z0MdYoZzeM A unidade química dos diferentes organismos vivos O que distingue os organismos vivos dos objetos inanimados se as moléculas que constituem as células são formadas pelos mesmos átomos encontrados nesses seres inanimados? O grau de complexidade química e de organização dos seres vivos ✓ A complexidade química dos componentes dos organismos vivos é dada pelas infinitas combinações entre átomos de diferentes elementos químicos, gerando milhões de compostos químicos, cada qual com propriedades físicas e químicas próprias, assim como o desempenho de diferentes funções biológica. ✓ A maioria dos constituintes moleculares dos sistemas vivos é composta de átomos de carbono unidos covalentemente a outros átomos de carbono e átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. As propriedades especiais de ligação do carbono permitem a formação de uma grande variedade de moléculas. ✓ Muitos dos compostos químicos que são parte importante dos seres vivos, como as proteínas, os ácidos nucleicos e os carboidratos, são, na verdade macromoléculas (também chamadas de polímeros). O grau de complexidade química e de organização dos seres vivos Exemplos de macromoléculas: CARBOIDRATOS PROTEÍNAS ÁCIDOS NUCLEICOS POLISSACARÍDEOS Produção de energia e seu consumo no metabolismo ✓ As células desenvolveram, durante o processo evolutivo, mecanismos especializados para capturar a energia do sol ou também extrai-la de alimentos e transferi-la para os processos que dela necessitam. ✓ Os seres vivos usam energia para realização de trabalho mecânico, químico, osmótico ou elétrico e para a manutenção de sua organização, reprodução e interação com o meio. As células vivas se comportam como transdutores de energia, convertendo energia química em algo que seja necessário para a célula. ✓ Para Berg (2014), as células fotossintéticas absorvem a energia radiante do Sol e a utilizam para retirar elétrons da molécula de água e adicioná-la à molécula de dióxido de carbono, formando produtos ricos em energia, como o amido e a sacarose. Quando promovem essas reações, a maioria dos organismos fotossintéticos liberam oxigênio molecular na atmosfera. ✓ A molécula de ATP é degradada para a liberação de energia, essa reação celular ocorre dentro das mitocôndrias. Metabolismo – Conjunto de reações químicas que ocorre no interior da célula e que lhe permite manter-se viva, crescer e se multiplicar. Catabolismo – Quebra ou degradação dos compostos químicos complexos e de alta massa molecular, para a formação de moléculas mais simples para extrair energia química e convertê-la em uma forma utilizável pela célula. Anabolismo – Processo de síntese caracterizado por reações químicas que partem de moléculas pequenas para a formação de moléculas maiores e mais complexas, incluindo proteínas e ácidos nucléicos ( DNA e RNA). Requerem a adição de energia nessa reação. https://www.youtube.com/watch?v=tRxhB0epVwU https://www.youtube.com/watch?v=tRxhB0epVwU Capacidade de se reproduzir Uma das características mais marcantes dos organismos vivos é a sua capacidade de reprodução, acompanhada da transmissão genética geração após geração; O DNA é um polímero orgânico, fino e longo, em forma de hélice; a rara molécula que é construída na escala atômica em uma dimensão (largura) na escala humana em outra (comprimento: uma molécula de DNA pode ter vários centímetros de comprimento). A capacidade dos seres vivos de preservar seu material genético e duplica-lo para a próxima geração resulta da complementaridade entre as duas fitas da molécula de DNA. A unidade básica do DNA é um polímero linear de quatro subunidades monoméricas diferentes, desoxirribonucleotídeos, arranjados em uma sequência linear precisa. Essa sequência linear codifica a informaçãogenética. •Adenina (A) • Guanina (G) • Citosina (C) • Timina (T) O filamento de DNA O armazenamento, a expressão e a reprodução efetivas da mensagem genética definem espécies individuais, distinguem umas das outras e asseguram a sua continuidade em sucessivas gerações. •Adenina (A) • Guanina (G) • Citosina (C) • Timina (T) https://www.youtube.com/watch?v=VSBMW7oi7oo&list=PLj4yVu RqCKGHdbU29GiI-RQA5CL2go2Ga&index=6 FONTE: GOOGLE IMAGENS https://www.youtube.com/watch?v=VSBMW7oi7oo&list=PLj4yVuRqCKGHdbU29GiI-RQA5CL2go2Ga&index=6 https://www.youtube.com/watch?v=VSBMW7oi7oo&list=PLj4yVuRqCKGHdbU29GiI-RQA5CL2go2Ga&index=6 Tópico 2: Célula Eucarionte e Procarionte ▪A unidade e a diversidade dos organismos se tornam aparentes mesmo em nível celular. Os menores organismos consistem em células isoladas e são microscópicos. Os organismos multicelulares maiores têm muitos tipos celulares diferentes (geralmente derivados de células mesenquimais), os quais variam em tamanho, forma e função especializada. A membrana plasmática define o contorno da célula, impede o extravasamento do citoplasma, separando seu conteúdo do ambiente. Ela é composta por uma dupla camada de lipídios e proteínas que formam uma barreira fina, resistente, flexível A membrana plasmática é considerada uma estrutura anfipática, ou seja, possui uma região hidrofílica (com afinidade pela água) e outra região hidrofóbica (com fobia pela água). A membrana é uma barreira para a passagem livre de íons inorgânicos e para a maioria de outros compostos carregados ou polares. Proteínas de transporte na membrana plasmática permitem a passagem de determinados íons e moléculas; proteínas receptoras transmitem sinais para o interior da célula; LINK: https://www.youtube.com/watch?v=C5wehaJMyjE https://www.youtube.com/watch?v=C5wehaJMyjE CÉLULA PROCARIONTE A característica mais marcante de uma célula procarionte é a ausência de um núcleo definido. Isso quer dizer que o material genético não está envolto por uma membrana nuclear e, portanto, fica disperso no citoplasma. Nessas células, também não há a presença de organelas membranosas. Isso significa que não são encontradas estruturas como mitocôndrias, retículos endoplasmáticos, complexo golgiense e vacúolos. FO N TE : G O O G LE I M A G EN S https://brasilescola.uol.com.br/biologia/nucleo-das-celulas.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/mitocondrias.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/reticulo-endoplasmatico.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/complexo-golgi.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/vacuolos.htm CÉLULA EUCARIONTE ✓ As células eucariontes são mais complexas quando comparadas às procariontes. Como principal critério de diferenciação entre elas, há a presença de um núcleo verdadeiro na eucarionte, em que o material genético é envolvido por uma membrana nuclear. ✓ Além da presença de núcleo, a célula eucarionte destaca-se por possuir diversos compartimentos distintos separados por membranas. Esses compartimentos são as organelas membranosas, como o retículo endoplasmático, o complexo golgiense, a mitocôndria e os cloroplastos. ✓ Essas células também possuem citoesqueleto, portanto, realizam endocitose e exocitose. Como representantes dos organismos eucariontes, é possível citar os protozoários, algas, fungos, plantas e animais. FONTE: GOOGLE IMAGENS FO N TE : G O O G LE I M A G EN S FO N TE : G O O G LE I M A G EN S Evolução e estrutura das células procarióticas ✓ Algumas células primitivas evoluíram gradativamente na capacidade de fixar CO2 e utilizar a energia radiante do sol para a produção das próprias moléculas nutritivas. Antes ou durante a evolução dos seres unicelulares para os organismos autótrofos, um evento evolutivo possibilitou o surgimento destes novos organismos unicelulares: os pigmentos capazes de promover a captação da energia solar, fixação do CO2 e a produção de moléculas mais complexas. ✓ As evidências disponíveis sugerem que Bactéria e Archaea divergiram cedo na evolução. Todos os organismos eucariontes, que formam o terceiro domínio, Eukarya, evoluíram a partir do mesmo ramo que deu origem a Archaea; por isso, os eucariontes são mais proximamente relacionados às archaeas do que às bactérias (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2007) FO N TE : G O O G LE I M A G EN S EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS Três alterações principais devem ter ocorrido quando os procariotos deram origem aos eucariotos: ✓ As células adquiriram mais DNA; ✓ A medida que as células se tornaram maiores, um sistema de membranas intracelulares se desenvolveu, incluindo a membrana dupla que envolve o DNA; ✓ As células eucarióticas primitivas, que eram incapazes de realizar fotossíntese ou metabolismo anaeróbico, misturaram suas vantagens com as das bactérias aeróbicas ou fotossintetizantes para formar associações endossimbióticas que se tornaram permanentes. ENDOSSIMBIOSE- É uma relação ecológica que ocorre quando um organismo vive no interior de outro. ORGANISMOS ANAERÓBIOS – Trata-se da obtenção de energia a partir de reações químicas sem o envolvimento do oxigênio, como ocorre na fermentação e na glicólise; FOTOSSÍNTESE- É um processo realizado pelas plantas para a produção de energia. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DOS EUCARIONTES • As células eucarióticas típicas são muito maiores do que as bactérias; • A célula eucarionte possui organelas especializadas em diversas funções. • Principais organelas: MITOCÔNDRIAS – RIBOSSOMOS- RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO E RUGOSO, LISOSSOMOS, COMPLEXO DE GOLGI. • Tem como Função: síntese, segregação de proteínas. • Apresenta ribossomos aderidos em suas cisternas. • Ele tem ausência de ribossomos. Importante : . No fígado, em suas células chamadas de hepatócitos, ocorre o acúmulo de glicogênio. O retículo endoplasmático liso libera a enzima glicose 6-fosfatase, que degrada essa molécula de glicogênio e devolve glicose para circulação sanguínea, controlando a glicemia do organismo. FONTE: GOOGLE IMAGENS VÍRUS: PARASITAS DAS CÉLULAS ✓ São acelulares, ou seja, não possuem célula e, portanto, não podem ser considerados seres vivos; ✓ Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios; ✓ Eles não são capazes de se multiplicar, exceto quando parasita uma célula e utiliza essa célula para sintetizar novas partículas virais. ✓ Os vírus constituem de uma única molécula de ácido nucleico (DNA ou RNA). O ácido nucléico é envolvido por uma capa proteica chamada capsídeo, onde encontramos também no capsídeo, as proteínas virais, que determinam a célula que o vírus irá infectar. (36) O que é um vírus? - YouTube https://www.youtube.com/watch?v=LYBG9bSDJ2Q CADERNO DE ESTUDO COMPLEMENTAR – BIOQUÍMICA • Na trilha de aprendizagem dos alunos, no decorrer dos conteúdos das unidades, têm sugestões de leitura e de vídeos de tópicos referentes ao caderno de estudo complementar; • Acessem os cursos de nivelamento de Química e de Biologia, que são disponibilizados pela UNIASSELVI, para que revejam alguns dos conceitos principais dessas duas disciplinas. Para acessar os cursos de nivelamento, os alunos devem seguir o caminho na aba principal do AVA: CURSOS LIVRES > VER TODOS > NIVELAMENTO > NIVELAMENTO DE BIOLOGIA (N49) E NIVELAMENTO EM QUÍMICA (N05) • Artigo “A DESCOBERTA DA ESTRUTURA DO DNA: DE MENDEL A WATSON E CRICK (THIEMANN, 2003) • Podem realizar todas as práticas dos laboratórios virtuais disponíveis na disciplinas, quando, em qualquer ordem e quantas vezes eles quiserem! • Realização das autoatividades da Unidade 1; • Incentivo ao acesso e uso do AVA. ORIENTAÇÕES: https://bibliotecavirtual.uniasselvi.com.br/livros/livro/28593 http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc17/17-a04.pdf Obrigada e até o próximo encontro! ATIVIDADE PARA ENTREGAR ❑Conceito de célula; ❑Conceito e exemplos de macromoléculas; ❑Desenhe e descreva suas funções: ✓ CÉLULA EUCARIONTE ✓ CÉLULAPROCARIONTE ✓ FILAMENTO DE DNA 29 Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29: ATIVIDADE PARA ENTREGAR
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